RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS RÉACTIONS OXYDORÉDUCTIONS Chapitre 7 Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki Chriki Zakaryae Lcyée Abdelah Ganon

Sommaire RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction 1 Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? 2 Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? 3 Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

Sommaire RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction 1 Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? 2 Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? 3 Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

Sommaire RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction 1 Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? 2 Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? 3 Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

Introduction RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? La rouille est formée à cause d’une réaction chimique entre le métal fer et le dioxygène de l’air en présence de l’humidité. Même chose pour le métal de cuivre et d’autres métaux, ces types de réaction s’appellent réaction d’oxydoréduction, qui ne se limitent pas seulement pour les métaux ere BacZaakaryae chriki ☞ Qu’est ce qu’une réaction d’oxydoréduction ?Comment s’écrivent leur équations chimiques ?

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Exemple de réaction d’oxydoréduction Activité 1 : Expérience 1 : On introduit un clou de fer dans un tube à essai contenant une solution de sulfate de cuivre (Cu 2+ (aq) + SO 2− ) de Introduction 4 couleur bleu (ions Cu 2+ ) et on constate la formation d’un dépôt rouge sur le clou. Expérience 2 : Après un certain temps, on filtre le contenu de tube à essai. On ajoute à un échantillon du filtrat quelques gouttes de soude, il se forme un précipité verdâtre : hydroxyde de fer II (Fe(OH) 2 ). Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Exploitation 1. Comment expliquer la disparition de la couleur bleu au cours de l’expérience 1 ? la disparition des ions Cu 2+ (aq) et qui se transforme en Cu(s), qui se dispose sur le métal qui se caractérise par une couleur rouge. 2. D’où viennent les ions Fe 2+ (aq) qui se réagissent avec les ions HO − (aq) au cours de l’expérience 2. Les ions Fe 2+ (aq) proviennent de la transformation de Fe en ion Fe 2+ (aq) 3. On représente cette transformation par l’équation Cu 2+ (aq) ⇌ Cu(s) Compléter cet équation. Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? Cu 2+ (aq) + 2e − ⇌ Cu(s) (1) ere BacZaakaryae chriki

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 4. Écrire la transformation qui subit le métal fer Fe au cours de cette réaction. Fe(s) ⇌ Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Fe(S) ⇌ Fe 2+ (aq) + 2e − (2) 5. On appelle l’espèce chimique qui susceptible de capter au moins un électron, oxydant et l’espèce chimique susceptible de céder au moins un électron, réducteur. Déterminer dans les deux équations (1) et (2), l’oxydant et le réducteur. Cu 2+ capte 2 électrons est un oxydant Fe cède 2 électrons est un réducteur Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 6. On appelle les deux équation (1) et (2) des demi-équations oxydoréduction. Écrire les deux demi-équations au cours de cette réaction, en déduire l’équation de la réaction chimique et donner une définition de la réaction d’oxydoréduction. La somme des deux demi-équations nous donnes l’équation de la réaction chimique : Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- Cu 2+ (aq) + 2e − ⇌ Cu(s) Fe(s) ⇌ Fe 2+ (aq) + 2e − d’où la réaction chimique dant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki Cu 2+ (aq) + Fe(s) → Cu(s) + Fe 2+ (aq)

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction Conclusion ☞ Une réaction d’oxydoréduction est une réaction qui met en jeu un transfert d’électrons entre ses réactifs. ☞ Un oxydant est une espèce chimique susceptible de capter au moins un électron. ☞ Un réducteur est une espèce chimique susceptible de céder au moins un électron. Comment définir un oxydant ou un réducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? ere BacZaakaryae chriki

I.Comment définir un oxydant ou un réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Application 1 On considère les réactions dont les équations sont données ci-dessous : Introduction Comment définir un oxydant ou un réducteur ? 2Fe 3+ (aq) + 2I − (aq) → 2Fe 2+ (aq) + I 2 (aq) Fe 2+ (aq) + Ce 4+ (aq) → Fe 3+ (aq) + Ce 3+ (aq) Au 3+ (aq) + 3Ag(s) → Au(s) + 3Ag + (aq) Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/réducteur ? S2 O2−S2 O2− 2+ 2−2− 3+ (aq) + 2Fe (aq) → 2SO 4 (aq) + 2Fe (aq) 8 Rechercher, parmi les réactifs de ces réactions, l’oxydant et le réducteur ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 1. Définition d’un oxydant et d’un réducteur On traduit le caractère oxydant de l’espèce chimique Cu 2+ par l’écriture formelle suivant : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Cu e − → Cu et le caractère réducteur par : Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? Cu → Cu e − D’une façon générale, on peut passer d’un oxydant Ox à un réducteur Red par un gain d’électron et l’inverse ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Les deux espèces chimiques Ox et Red sont conjuguées et forment un couple oxydant/réducteur noté Ox/Red si elles peuvent être reliées par la demi équation d’oxydoréduction : Qu’est-ce qu’un couple oxy- Ox + ne − ⇌ Red dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS La transformation correspondant au passage de l’oxydant Ox à son réducteur conjugué Red est une réduction, l’oxydant est réduit. Ox + ne − → Red Et celui qui correspond au passage du réducteur Red à son conjugué Ox est une oxydation, le réducteur est un oxydant. Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- Red → Ox + ne − dant/reducteur ? Une oxydation correspond à une perte d’électrons, alors une réduction correspond à un gain d’électrons ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 2. Exemple de couples oxydant/réducteur Expérience : réaction entre l’acide chlorhydrique et le zinc. Dans un tube à essai on introduit quelque grains de zinc puis on lui ajoute 2 mL d’une solution d’acide chlorhydrique (H + (aq) + Cl − (aq)). On bouche le tube quelques instants, puis on présente une allumette à la sortie du tube et on débouche rapidement, il se provoque une détonation. On prélève un peu de la solution et on lui ajoute quelques gouttes de la solution d’hydroxyde de sodium Na + (aq) + HO − (aq), il y a formation d’un précipité blanc, c’est l’hydroxyde de zinc Zn(OH) 2 (s). Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 1. D’après cet expérience, identifier les réactifs et les produits pour cette transformation chimique. Quel le est la nature de cette transformation ? Les réactifs : Le zinc Zn(s), et les ions hydronium H 3 O + (aq) qui provient de la solution d’acide chlorhydrique. Les produits : D’après le test avec la soude prouve que la solution formée contient des ions Zn 2+ (aq) et la détonation du gaz dégagé au cours de cette transformation montre que ce gaz est le dihydrogène H 2. La nature de cette transformation est une réaction d’oxydoréduction car au cours de cette transformation il y a échange des électrons entre Zn et H 3 O + Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 2. Quels sont les couples qui interviennent dans cette réaction et ces demi équations ? Le couple Zn 2+ (aq)/Zn(s) et H 3 O + (aq)/H 2 (g) ou H + (aq)/H 2 (g) Les demi équations : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? Zn ⇌ Zn e − ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Pour l’autre on doit suivre la méthode suivante pour écrire la demi - équation en respectant la conservation des éléments et des charges : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- 3. En déduire l’équation de cette réaction chimique On écrit les deux demi-équations, en commençant par les dant/reducteur ? ⇌ Cu 2+ (aq) + 2e − réactifs : (1) 1 + 1e − ⇌ H 2 + H 2 O(l) (2) ere BacZaakaryae chriki H3 O+H3 O+ Zn(s)

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Et je multiplie l’équation (2) par 2, pour que le nombre d’électron échangé soit le même. Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? et on obtient l’équation de la réaction chimique étudié Zn(s) + 2H 3 O + (aq) → Zn 2+ (aq) + H 2 (g) + 2H 2 O(l) ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Activité 3 3+ À quel couple participe l’ion fer (III) Fe ? Expérience : On introduit dans un tube à essai T 1, environ 3ml d’une solution de permanganate de potassium, (K + (aq) + MnO 4 (aq)) de couleur voilette acidifiée par quelques Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? − gouttes d’acide sulfurique et on lui ajoute 3ml de solution de sulfate de fer(II) (Fe 3+ (aq) + SO 2− (aq)),On obtient une solution Qu’est-ce qu’un couple oxy- 4 dant/reducteur ? incolore. On prélève un peu de la solution formée et on lui ajoute quelques gouttes d’une solution d’hydroxyde de sodium (Na + (aq) + HO − (aq)), il y a formation d’un précipité rouillé. On sait que les ions Mn 2+ (aq) est incolore dans une solution ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 1. Qu’observe-t-on ? Disparition de la couleur violette et formation d’une solution incolore. ce qui prouve que la solution contient des ion Mn 2+ (aq) de plus, le test de la solution obtenue par la soude montre que la solution contient des ions Fe 3+ qui se caractérise par la rouille. 2. Quel les couples oxydant/réduction met en jeu dans cet transformation ? Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Cette réaction est de nature réaction d’oxydoréduction car il y a échange des électrons entre les deux réactifs : L’ion fer II Fe 2+ perd un électron pour se transformer en ion ferrique Fe 3+ suivant la demi-équation : Fe 2+ ⇌ Fe e − le couple qui correspond à cette demi équation est Fe 3+ (aq)/Fe 2+ (aq) L’ion permanganate MnO − c’est l’oxydant, celui qui fixe des Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? 4 électrons en se transformant en ion manganèse Mn 2+ suivant la demi - équation : MnO − (aq) ⇌ Mn ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS ☞ conservation des éléments chimiques : OXYDO- RÉDUC- TIONS 2+ MnO − 4 (aq) ⇌ 1 × Mn Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Puisque la solution est aqueuse on ajoute l’eau dans la partie droite de la demi-équation. Qu’est-ce qu’un couple oxy- 2+ MnO − 4 (aq) ⇌ 1 × Mn + 4H 2 O(l) dant/reducteur ? Puisque le milieu est acidifié par H +, on ajoute des ions 8H + pour que l’élément hydrogène soit conservé MnO − (aq) + 8H + (aq) ⇌ 1 × Mn H 2 O(l) ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS ☞ Conservation des charges : soit x le nombre d’électron fixé par l’ion permanganate, OXYDO- RÉDUC- TIONS -1+8 − x = +2 x = 5 Donc la demi-équation s’écrit : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- +2+ MnO 4 (aq) + 8H (aq) + 5.e ⇌ 1 × Mn + 4H 2 O(l) − − dant/reducteur ? 3. En déduire l’équation de la réaction étudiée ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Le tableau ci dessous représente quelques couples oxydant/réducteur : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki OxydantRéducteurCouple Ox/Red Cation métallique Mn n+ M(s)M(s)M n+ (aq)/M(s) ion hydrogène H + H2 (g)H2 (g)H + (aq)/H 2 (g) ion fer (III) Fe 3+ Fe 2+ (aq)Fe 3+ (aq)/Fe 2+ (aq) diiode I 2 (aq) I − (aq) I 2 (aq)/I − (aq) ion tétrathionate S 4 O 2− (aq) S2 O2−S2 O2− S 4 O 2− (aq)/S 2 O 2−

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS 3-Oxydants et réducteurs dans la classification périodique Le tableau de la classification périodique permet de prévoir si un corps simple est oxydant ou réducteur. De nombreux réducteur sont des métaux : fer, aluminium, zinc, cuivre etc... La place des éléments métalliques dans la classification est dans la partie gauche du tableau. Leurs atomes Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ont tendance à céder des électrons. Les éléments de la partie droite de la classification ont tendance de gagner des électrons, ce sont des oxydants comme par exemple les halogénures (I,Cl, Br, F ) et l’oxygène est un bon oxydant ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Qu’est-ce qu’un couple oxy- dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki

II.Qu’est-ce qu’un couple oxydant/réducteur ? RÉACTIONS OXYDO- RÉDUC- TIONS application 3 Oxydation de méthanol : Introduction Comment definir un oxydant ou un reducteur ? Écrire les demi-équations d’oxydoréduction des couples MnO − 1 4 (aq)/Mn 2+ (aq) et H CO(aq)/CHOH(aq) 23 Qu’est-ce qu’un couple oxy- En déduire l’équation de la réaction d’oxydation, en milieu acide, du méthanol CH 3 OH(aq) en méthanal H 2 CO(aq) par les ions permanganate MnO − (aq). 2 dant/reducteur ? ere BacZaakaryae chriki